Pe scurt
Alcanii, alchenele și alchinele sunt hidrocarburi (compuși organici formați doar din carbon și hidrogen), care se deosebesc prin tipul legăturilor dintre atomii de carbon. Alcanii au legături simple (saturați), alchenele au o legătură dublă, iar alchinele au o legătură triplă, ceea ce le conferă proprietăți și reactivități diferite. Nomenclatura IUPAC utilizează sufixele „-an”, „-en” și „-in”, iar reacțiile caracteristice includ combustia, adiția, substituția și polimerizarea.
Clasificarea și formulele generale
- Alcanii: hidrocarburi saturate (legături simple C-C), formula generală CₙH₂ₙ₊₂
- Alchenele: conțin o legătură dublă C=C, formula generală CₙH₂ₙ
- Alchinele: conțin o legătură triplă C≡C, formula generală CₙH₂ₙ₋₂
Nomenclatura IUPAC
- Alcani: sufixul -an; catena cea mai lungă de atomi de carbon determină denumirea de bază
- Exemple: metan (CH₄), etan (C₂H₆), propan (C₃H₈)
- Alchene: sufixul -en; se indică poziția dublei legături prin numărul atomului de carbon de la care începe
- Exemple: 1-buten, 2-buten
- Exemple: etină (acetilenă), propină
Proprietăți și reactivitate
- Alcani: reactivitate scăzută (parafine); ard cu flacără albastră (combustie completă); pot substitui atomii de H în reacții de halogenare (substituție radicalică)
- Alchene: mai reactive decât alcanii datorită legăturii π; suferă reacții de adiție (hidrogenare, halogenare, hidrohalogenare, hidratare)
-
Regula lui Markovnikov: la adiția HX la o alchenă nesimetrică, atomul de H se atașează la atomul de C cu mai mulți H
- Pot polimeriza (ex: etena → polietilenă)
- Alchine: și mai reactive; adiționează succesiv (tripla legătură poate adiționa 2 moli de H₂ sau halogen)
-
Test caracteristic: decolorează apa de brom (adiție)
- Acetilena (etina) se obține prin carbură de calciu + apă și arde cu flacără luminoasă (utilizată în sudare)
Reacții fundamentale
- Combustia: arderea completă în oxigen produce CO₂ și H₂O
- Substituția: halogenarea alcanilor (substituție radicalică)
- Adiția: hidrogenare, halogenare, hidrohalogenare, hidratare (la alchene și alchine)
- Polimerizarea: alchenele pot forma polimeri (ex: polietilena)
Exemple de aplicare
- Exemplul 1: Nomenclatura și formula moleculară pentru 3-metilpentan
- Catena principală are 5 atomi C (pentan), la C₃ există un metil (CH₃)
- Formula: C₆H₁₄
- Structura: CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃
- Exemplul 2: Reacția de adiție a HCl la 2-buten
- 2-buten (CH₃-CH=CH-CH₃) adiționează HCl
- Conform regulii Markovnikov, H se atașează la C₂ (care are deja 1 H), iar Cl la C₃
- Produs: 2-clorobutan (CH₃-CHCl-CH₂-CH₃)
- Produs minor: 1-clorobutan (adiție anti-Markovnikov în prezența peroxizilor)
- Exemplul 3: Arderea completă a propinei (C₃H₄) în oxigen
- Reacția: C₃H₄ + 4 O₂ → 3 CO₂ + 2 H₂O
- Calcul: masa molară propină = 40 g/mol; 10 g = 0,25 moli
- Moli CO₂ = 3 × 0,25 = 0,75 moli
- Volum CO₂ (c.n.) = 0,75 × 22,4 = 16,8 L
Teste de recunoaștere
- Apa de brom: se decolorează în prezența alchenelor și alchinelor (adiție)
- Reactiv Tollens: identifică alchinele terminale
Verifică-te!
- Care este formula generală a alcanilor și cum se numește sufixul folosit în nomenclatura IUPAC pentru aceștia?
- Ce regulă se aplică la adiția HX la o alchenă nesimetrică și care este produsul major în cazul 2-butenului cu HCl?
- Ce test simplu poți folosi pentru a diferenția un alcan de o alchenă și ce observi în cazul alchenei?